Прессующая часть и проницаемая лента в бумагоделательной машине

Прессующая часть и проницаемая лента в бумагоделательной машине

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Область техники

Настоящее изобретение относится к бумагоделательной машине и, в частности, к проницаемой ленте, используемой в ленточном прессе в бумагоделательной машине.

Уровень техники

При выполнении операции прессования во влажном состоянии лист волокнистого полотна сжимают в зоне прессования до такого состояния, при котором гидравлическое давление вызывает выдавливание воды из волокнистого полотна. Было установлено, что обычные способы прессования во влажном состоянии являются неэффективными из-за того, что только малая часть периферийной поверхности вала используется для обработки бумажного полотна. Для преодоления данного ограничения был предпринят ряд попыток приспособить сплошную непроницаемую ленту для удлиненной зоны прессования, предназначенной для прессования бумажного полотна и обезвоживания бумажного полотна. Проблема, связанная с таким подходом, заключается в том, что непроницаемая лента препятствует проходу текучей среды для сушки, такой как воздух, сквозь бумажное полотно. Прижимные ленты с удлиненной зоной прессования используются повсеместно в бумажной промышленности в качестве средства для повышения фактического времени выдержки при прессовании в зоне прессования. Башмачный пресс представляет собой устройство, которое обеспечивает возможность приложения давления посредством прижимной ленты с удлиненной зоной прессования за счет того, что оно имеет стационарный башмак, который выполнен с конфигурацией, соответствующей кривизне твердой поверхности, на которую воздействует давление, например поверхности сплошного вала пресса. Таким образом, зона прессования может быть удлинена до 120 мм для санитарно-бытовой бумаги и до 250 мм для бумаги с плоской поверхностью за пределы зоны контакта между самими валами пресса. Прижимная лента с удлиненной зоной прессования служит в качестве покрытия для вала на башмачном прессе. Данная гибкая лента смазывается с помощью спрыска для масла с внутренней стороны для предотвращения повреждений, связанных с трением. Лента и башмачный пресс представляют собой непроницаемые элементы, и обезвоживание волокнистого полотна выполняется почти исключительно посредством его механического прессования.

В документе WO 03/062528 (описание которого полностью включено посредством ссылки в данную заявку), например, раскрыт способ изготовления структурированного полотна с трехмерной поверхностью, при этом полотно имеет улучшенную толщину и впитывающую способность. В данном документе рассматривается необходимость улучшения обезвоживания с помощью специально спроектированной усовершенствованной системы обезвоживания. В системе используется ленточный пресс, который обеспечивает приложение нагрузки к задней стороне структурированного материала во время обезвоживания. Лента и структурированный материал являются проницаемыми. Лента может представлять собой материал со спиральными связями и может представлять собой проницаемую прижимную ленту с удлиненной зоной прессования для того, чтобы способствовать обезвоживанию одновременно под действием вакуума и прессования. Зона прессования может быть удлинена значительно за башмачный пресс. Однако подобная система с прижимной лентой с удлиненной зоной прессования имеет недостатки, такие как ограниченная открытая зона.

Также известно, что в соответствии с предшествующим уровнем техники используется способ сушки проходящим насквозь воздухом (способ сквозной сушки) для сушки полотен, в частности полотен тонкой бумаги. Однако необходимы огромные цилиндры для сушки проходящим насквозь воздухом, а также сложная система подачи и нагрева воздуха. Данная система также требует больших эксплуатационных затрат для достижения требуемой сухости полотна перед его перемещением к американскому сушильному цилиндру (Yankee cylinder), который обеспечивает высушивание полотна до его конечной сухости, составляющей приблизительно 97%. На поверхности американского сушильного цилиндра также осуществляется крепирование посредством крепировального шабера.

Оборудование системы сушки проходящим насквозь воздухом является очень дорогим и стоит приблизительно вдвое больше обычной машины для производства санитарно-бытовых бумаг. Кроме того, эксплуатационные расходы являются высокими, поскольку при использовании процесса сушки проходящим насквозь воздухом необходимо сушить полотно до более высокой степени сухости, чем это было бы уместно при использовании системы с проходящим насквозь воздухом с точки зрения эффективности сушки. Причина заключается в плохом профиле влажности в поперечном направлении, обеспечиваемом системой сушки проходящим насквозь воздухом при низкой степени сухости. Профиль влажности в поперечном направлении является приемлемым только при высоких степенях сухости до 60%. При значениях свыше 30% принудительная сушка с помощью колпака американского сушильного цилиндра является значительно более эффективной.

Лучшее качество полотна при обычном процессе изготовления санитарно-бытовых бумаг следующее: пухлость полученного полотна санитарно-бытовой бумаги составляет менее 9 см³/г. Способность удерживать воду, измеренная с помощью способа, предусматривающего использование корзины для полученного полотна санитарно-бытовой бумаги, составляет менее 9 (граммов H₂O на грамм волокна).

Однако преимущество системы сушки проходящим насквозь воздухом проявляется в очень высоком качестве полотна, особенно в том, что касается высокой пухлости и способности удерживать воду.

В данной области техники существует потребность в ленте, которая обеспечивает улучшенное обезвоживание непрерывного полотна.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Вместо того чтобы полагаться на механический башмак для прессования, изобретение обеспечивает возможность использования проницаемой ленты в качестве прессующего элемента. Лента находится под натяжением у отсасывающего вала для образования ленточного пресса. Это обеспечивает возможность получения значительно более длинной зоны прессования, например, имеющей длину, в десять раз превышающую длину башмачного пресса и в двадцать раз превышающую длину обычного пресса, в результате чего обеспечиваются значительно более низкие пиковые давления, то есть 1 бар вместо 30 бар для обычного пресса и 15 бар для башмачного пресса, при этом все значения приведены для тонкой бумаги. Лента также имеет желательное преимущество, заключающееся в том, что она обеспечивает возможность прохода воздуха сквозь полотно и в саму зону прессования, что невозможно в обычных башмачных прессах или обычном прессе, подобном отсасывающему прессующему валу у сплошного американского сушильного цилиндра. Предпочтительная проницаемая лента представляет собой материал со спиральными связями.

Существует предел при вакуумном обезвоживании (уровень содержания сухого вещества, составляющий приблизительно 25% на материале для сушки проходящим насквозь воздухом и 30% на обезвоживающем материале), и ключ к достижению уровня содержания сухого вещества, составляющего 35% или более, при использовании данного принципа при сохранении качества, аналогичного обеспечиваемому при применении сушки проходящим насквозь воздухом, заключается в использовании очень длинной зоны прессования, образуемой проницаемой лентой. Эта зона может быть в 10 раз длиннее зоны прессования башмачного пресса и в 20 раз длиннее зоны прессования обычного пресса. Пиковое давление также должно быть очень низким, то есть в 20 раз ниже, чем в башмачном прессе, и в 40 раз ниже, чем в обычном прессе. Кроме того, очень важно обеспечить поток воздуха через зону прессования. Эффективность конструкции согласно изобретению очень высока, поскольку в ней используется очень длинная зона прессования в сочетании с потоком воздуха, проходящим через зону прессования. Это представляет собой лучшее решение по сравнению с конструкцией с башмачным прессом или с конструкцией, в которой используется отсасывающий прессующий вал вблизи американского сушильного цилиндра при отсутствии потока воздуха, проходящего через зону прессования. Проницаемая лента может быть прижата к твердому структурированному материалу (например, материалу для сушки проходящим насквозь воздухом) и к мягкому, толстому и упругому обезвоживающему материалу в то время, когда бумажный лист расположен между ними. Данная многослойная конструкция из материалов имеет важное значение. В изобретении также используется то, что много волокон остаются защищенными в "теле" (впадинах) структурированного материала, и имеется только небольшое сдавливание, которое имеет место между выступающими местами структурированного материала (впадинами). Эти впадины выполнены не слишком глубокими для устранения пластического деформирования волокон листа и отрицательного воздействия на качество бумажного листа, но и не такими мелкими, чтобы это могло вызвать впитывание избыточной воды из массы волокон. Само собой разумеется, это зависит от мягкости, сжимаемости и упругости обезвоживающего материала.

В соответствии с настоящим изобретением также разработана специально сконструированная проницаемая прижимная лента с удлиненной зоной прессования, которая может быть использована в ленточном прессе в усовершенствованной системе обезвоживания или в конструкции, в которой полотно формуется над структурированным материалом. Проницаемая прижимная лента с удлиненной зоной прессования также может быть использована в процессе с отсутствием прессования или с малым прессованием.

В соответствии с настоящим изобретением также разработана высокопрочная проницаемая прижимная лента с открытыми зонами и зонами контакта на стороне ленты.

Изобретение включает в себя в одном варианте его осуществления ленточный пресс, содержащий вал, имеющий наружную поверхность, и проницаемую ленту, имеющую сторону, находящуюся в прижимном контакте над частью наружной поверхности вала. Прижимная лента имеет приложенное к ней натяжение, составляющее, по меньшей мере, приблизительно 30 кН/м. Сторона проницаемой ленты имеет открытую зону, составляющую, по меньшей мере, приблизительно 25%, и зону контакта, составляющую, по меньшей мере, приблизительно 10%, зону контакта, составляющую предпочтительно, по меньшей мере, 25%, и наиболее предпочтительно открытую зону, составляющую приблизительно 50%, и зону контакта, составляющую приблизительно 50%, при этом открытая зона включает в себя общую площадь, которая охватывается отверстиями и канавками (то есть ту часть поверхности, которая не предназначена для сжатия полотна в той же степени, что и зоны контакта), и при этом зона контакта ограничена контактными площадками поверхности ленты, то есть общей площадью поверхности ленты между отверстиями и/или канавками. При использовании прижимной ленты с удлиненной зоной прессования невозможно использовать открытую зону, составляющую 50%, и зону контакта, составляющую 50%. С другой стороны, это возможно, например, при использовании проволочной сетки или материала со связями.

Преимущество настоящего изобретения заключается в том, что оно обеспечивает возможность того, что значительный проходящий насквозь поток воздуха дойдет до волокнистого полотна для удаления воды посредством вакуума, в частности, при прессовании.

Другое преимущество заключается в том, что проницаемая лента обеспечивает возможность приложения к ней существенного натяжения.

Еще одно преимущество заключается в том, что проницаемая лента имеет значительные открытые зоны вблизи зон контакта вдоль одной стороны ленты.

Еще одно преимущество настоящего изобретения заключается в том, что проницаемая лента способна обеспечить приложение линейной силы в чрезвычайно длинной зоне прессования, в результате чего обеспечивается продолжительное время выдержки, в течение которого давление будет приложено к полотну, по сравнению со стандартным башмачным прессом.

В соответствии с изобретением также разработан ленточный пресс для бумагоделательной машины, содержащий вал, имеющий наружную поверхность. Проницаемая лента имеет первую сторону и направляется по части наружной поверхности вала. Проницаемая лента имеет натяжение, составляющее, по меньшей мере, приблизительно 30 кН/м. Первая сторона имеет открытую зону, составляющую, по меньшей мере, приблизительно 25%, зону контакта, составляющую, по меньшей мере, приблизительно 10%, предпочтительно зону контакта, составляющую, по меньшей мере, 25%.

Первая сторона может быть обращена к наружной поверхности, и проницаемая лента может воздействовать с силой прижима на вал. Проницаемая лента может содержать сквозные отверстия. Проницаемая лента может содержать сквозные отверстия, расположенные в виде по существу правильного симметричного рисунка. Проницаемая лента может содержать по существу параллельные ряды сквозных отверстий, при этом ряды ориентированы вдоль направления движения полотна в машине. Проницаемая лента может воздействовать на вал с силой прижима, находящейся в диапазоне от приблизительно 30 кПа до приблизительно 300 кПа (от приблизительно 0,3 бар до приблизительно 1,5 бар и предпочтительно от приблизительно 0,07 до приблизительно 1 бар). Проницаемая лента может содержать сквозные отверстия и множество канавок, при этом каждая канавка пересекает отличную от других группу сквозных отверстий. Первая сторона может быть обращена к наружной поверхности, и проницаемая лента может воздействовать с силой прижима на вал. Множество канавок может быть расположено на первой стороне. Каждая из множества канавок может иметь ширину, а каждое из сквозных отверстий может иметь диаметр, при этом диаметр превышает ширину.

Натяжение ленты превышает приблизительно 30 кН/м и предпочтительно 50 кН/м. Вал может представлять собой вакуумный вал. Вал может представлять собой вакуумный вал, имеющий внутреннюю периферийную часть. Вакуумный вал может содержать, по меньшей мере, одну зону вакуума, расположенную в пределах внутренней периферийной части. Вал может представлять собой вакуумный вал, имеющий зону отсасывания. Зона отсасывания может иметь периферийную длину от приблизительно 200 мм до приблизительно 2500 мм. Периферийная длина может находиться в диапазоне от приблизительно 800 мм до приблизительно 1800 мм. Периферийная длина может находиться в диапазоне от приблизительно 1200 мм до приблизительно 1600 мм. Проницаемая лента может содержать, по меньшей мере, одну из полиуретановых лент с удлиненной зоной прессования или материала со спиральными связями. Проницаемая лента может содержать полиуретановую ленту с удлиненной зоной прессования, которая включает в себя множество армирующих нитей, заделанных в нее. Множество армирующих нитей может включать в себя множество нитей, проходящих в направлении движения полотна в машине, и множество нитей, проходящих в поперечном направлении. Проницаемая лента может представлять собой полиуретановую ленту с удлиненной зоной прессования, имеющую множество армирующих нитей, заделанных в нее, причем указанное множество армирующих нитей переплетено подобно спиральным кольцам. Проницаемая лента может представлять собой материал со спиральными связями (который позволяет получить хорошие результаты, что важно) или два или более материалов со спиральными связями.

Ленточный пресс может дополнительно содержать первый материал и второй материал, перемещающиеся между проницаемой лентой и валом. Первый материал имеет первую сторону и вторую сторону. Первая сторона первого материала находится в, по меньшей мере, частичном контакте с наружной поверхностью вала. Вторая сторона первого материала находится в, по меньшей мере, частичном контакте с первой стороной волокнистого полотна. Второй материал имеет первую сторону и вторую сторону. Первая сторона второго материала находится в, по меньшей мере, частичном контакте с первой стороной проницаемой ленты. Вторая сторона второго материала находится в, по меньшей мере, частичном контакте со второй стороной волокнистого полотна. Также можно иметь вторую проницаемую ленту над первым материалом.

Первый материал может содержать проницаемую обезвоживающую ленту. Второй материал может содержать структурированный материал. Волокнистое полотно может представлять собой тонкое бумажное полотно или гигиеническое полотно. В соответствии с изобретением также разработано устройство для сушки волокнистого материала, содержащее бесконечную циркулирующую проницаемую прижимную ленту с удлиненной зоной прессования, направляемую по валу. Прижимная лента с удлиненной зоной прессования подвергается воздействию натяжения, составляющего, по меньшей мере, приблизительно 30 кН/м. Прижимная лента с удлиненной зоной прессования имеет сторону с открытой зоной, составляющей, по меньшей мере, приблизительно 25%, и зоной контакта, составляющей, по меньшей мере, приблизительно 10%, предпочтительно с зоной контакта, составляющей, по меньшей мере, 25%.

В соответствии с изобретением также разработана проницаемая прижимная лента с удлиненной зоной прессования, которая способна подвергаться воздействию натяжения, составляющего, по меньшей мере, приблизительно 30 кН/м, при этом прижимная лента с удлиненной зоной прессования имеет, по меньшей мере, одну сторону с открытой зоной, составляющей, по меньшей мере, приблизительно 25%, и зоной контакта, составляющей, по меньшей мере, приблизительно 10%, предпочтительно, по меньшей мере, 25%.

Открытая зона может быть образована сквозными отверстиями, а зона контакта образована плоской поверхностью. Открытая зона может быть образована сквозными отверстиями, а зона контакта образована плоской поверхностью без отверстий, выемок или канавок. Открытая зона может быть образована сквозными отверстиями и канавками, а зона контакта образована плоской поверхностью без отверстий, выемок или канавок. Открытая зона может составлять от приблизительно 30% до приблизительно 85%, а зона контакта может составлять от приблизительно 15% до приблизительно 70%. Открытая зона может составлять от приблизительно 45% до приблизительно 85%, а зона контакта может составлять от приблизительно 15% до приблизительно 55%. Открытая зона может составлять от приблизительно 50% до приблизительно 65%, а зона контакта может составлять от приблизительно 35% до приблизительно 50%. Проницаемая прижимная лента с удлиненной зоной прессования может содержать материал со спиральными связями. Проницаемая прижимная лента с удлиненной зоной прессования может содержать сквозные отверстия, расположенные в виде по существу симметричного рисунка. Проницаемая прижимная лента с удлиненной зоной прессования может содержать сквозные отверстия, расположенные в виде по существу параллельных рядов относительно направления движения полотна в машине. Проницаемая прижимная лента с удлиненной зоной прессования может представлять собой бесконечную циркулирующую ленту.

Проницаемая прижимная лента с удлиненной зоной прессования может содержать сквозные отверстия, и, по меньшей мере, одна сторона проницаемой прижимной ленты с удлиненной зоной прессования может содержать множество канавок, при этом каждая из множества канавок пересекает отличную от других группу сквозных отверстий. Каждая из множества канавок может иметь ширину, а каждое из сквозных отверстий может иметь диаметр, при этом диаметр превышает ширину. Каждая из множества канавок проходит в проницаемую прижимную ленту с удлиненной зоной прессования на расстояние, которое меньше толщины проницаемой ленты.

Натяжение может превышать приблизительно 30 кН/м и предпочтительно превышает приблизительно 50 кН/м, или превышает приблизительно 60 кН/м, или превышает приблизительно 80 кН/м. Проницаемая прижимная лента с удлиненной зоной прессования может содержать гибкий армированный полиуретановый элемент. Проницаемая прижимная лента с удлиненной зоной прессования может содержать гибкий материал со спиральными связями. Проницаемая прижимная лента с удлиненной зоной прессования может содержать гибкий полиуретановый элемент, имеющий множество армирующих нитей, заделанных в него. Множество армирующих нитей может включать в себя множество нитей, проходящих в направлении движения полотна в машине, и множество нитей, проходящих в поперечном направлении. Проницаемая прижимная лента с удлиненной зоной прессования может содержать гибкий полиуретановый материал и множество армирующих нитей, заделанных в него, причем указанное множество армирующих нитей переплетено подобно спиральным кольцам.

В соответствии с изобретением также создан способ прессования волокнистого полотна в бумагоделательной машине, при котором прикладывают давление к зоне контакта волокнистого полотна с частью проницаемой ленты, причем площадь зоны контакта составляет, по меньшей мере, приблизительно 10%, предпочтительно, по меньшей мере, 25% от площади указанной части, и пропускают текучую среду сквозь открытую зону проницаемой ленты и сквозь волокнистое полотно, причем указанная открытая зона составляет, по меньшей мере, приблизительно 25% от указанной части, при этом во время приложения давления и пропускания указанная проницаемая лента имеет натяжение, составляющее, по меньшей мере, приблизительно 30 кН/м.

Зона контакта волокнистого полотна может содержать зоны, которые спрессовываются указанной частью в большей степени, чем неконтактирующие зоны волокнистого полотна. Указанная часть проницаемой ленты может иметь по существу плоскую поверхность, которая не имеет никаких отверстий, выемок или канавок и которая направляется по валу. Текучая среда может содержать воздух. Открытая зона проницаемой ленты может содержать сквозные отверстия и канавки. Натяжение может превышать приблизительно 50 кН/м.

Способ может дополнительно включать в себя вращение вала в направлении движения полотна в машине, при этом указанная проницаемая лента перемещается согласованно с указанным валом и направляется по указанному валу или вблизи него. Проницаемая лента может содержать множество канавок и сквозных отверстий, при этом каждая из указанного множества канавок расположена на стороне проницаемой ленты и пересекается с отличной от других группой сквозных отверстий. Приложение давления и перемещение могут осуществляться в течение времени пребывания полотна в машине, которое достаточно для получения уровня содержания сухого вещества в волокнистом полотне, находящегося в диапазоне от приблизительно 25% до приблизительно 55%. Предпочтительно уровень содержания сухого вещества может превышать приблизительно 30% и наиболее предпочтительно, если он превышает приблизительно 40%. Эти уровни содержания сухого вещества могут быть получены независимо от того, используется ли проницаемая лента в ленточном прессе или в конструкции No Press/Low Press (без прессования/с низкой степенью прессования). Проницаемая лента может содержать материал со спиральными связями.

В соответствии с изобретением также разработан способ прессования волокнистого полотна в бумагоделательной машине, при котором прикладывают первое давление к первым участкам волокнистого полотна посредством проницаемой ленты и второе большее давление ко вторым участкам волокнистого полотна посредством прессующей части проницаемой ленты, причем площадь вторых участков составляет, по меньшей мере, приблизительно 25% от площади первых участков, и пропускают воздух сквозь открытые участки указанной проницаемой ленты, причем площадь открытых участков составляет, по меньшей мере, приблизительно 25% от прессующей части проницаемой ленты, которая обеспечивает приложение первого и второго давления, при этом во время приложения давления и пропускания проницаемая лента имеет натяжение, составляющее, по меньшей мере, приблизительно 30 кН/м.

Натяжение может превышать приблизительно 50 кН/м, или может превышать приблизительно 60 кН/м, или может превышать приблизительно 80 кН/м. Способ может дополнительно включать в себя вращение вала в направлении движения полотна в машине, при этом указанная проницаемая лента перемещается согласованно с указанным валом. Площадь открытых участков может составлять, по меньшей мере, приблизительно 50%. Площадь открытых участков может составлять, по меньшей мере, приблизительно 70%. Второе большее давление может находиться в диапазоне от приблизительно 30 кПа до приблизительно 150 кПа. Перемещение и приложение давления могут осуществляться по существу одновременно.

Способ может дополнительно включать в себя пропускание воздуха сквозь волокнистое полотно в течение времени пребывания полотна в машине, которое достаточно для получения уровня содержания сухого вещества в волокнистом полотне, находящегося в диапазоне от приблизительно 25% до приблизительно 55%. Время пребывания может быть равно или превышать приблизительно 40 мс и предпочтительно равно или превышает приблизительно 50 мс. Расход воздуха может составлять приблизительно 150 м³/мин на метр ширины машины.

В соответствии с изобретением также разработан способ сушки волокнистого полотна в ленточном прессе, который включает в себя вал и проницаемую ленту, содержащую сквозные отверстия, при этом площадь поперечного сечения сквозных отверстий составляет, по меньшей мере, приблизительно 25% от площади прессующей части проницаемой ленты, и при этом проницаемая лента натянута до натяжения, составляющего, по меньшей мере, приблизительно 30 кН/м, причем согласно способу направляют, по меньшей мере, прессующую часть проницаемой ленты по валу, перемещают волокнистое полотно между валом и прессующей частью проницаемой ленты, подвергают, по меньшей мере, приблизительно 25%, волокнистого полотна воздействию давления, создаваемого участками проницаемой ленты, которые расположены вблизи сквозных отверстий, и пропускают текучую среду через сквозные отверстия проницаемой ленты и волокнистое полотно.

В соответствии с изобретением также разработан способ сушки волокнистого полотна в ленточном прессе, который включает в себя вал и проницаемую ленту, содержащую сквозные отверстия и канавки, при этом площадь поперечного сечения сквозных отверстий составляет, по меньшей мере, приблизительно 25% от площади прессующей части проницаемой ленты, и при этом проницаемая лента натянута до натяжения, составляющего, по меньшей мере, приблизительно 30 кН/м, причем согласно способу направляют, по меньшей мере, прессующую часть проницаемой ленты по валу, перемещают волокнистое полотно между валом и прессующей частью проницаемой ленты, подвергают, по меньшей мере, приблизительно 10%, предпочтительно, по меньшей мере, приблизительно 25% волокнистого полотна воздействию давления, создаваемого участками проницаемой ленты, которые расположены вблизи сквозных отверстий и канавок, и пропускают текучую среду через сквозные отверстия и канавки проницаемой ленты и волокнистое полотно.

В соответствии с еще одним аспектом изобретения разработан более эффективный способ обезвоживания, предпочтительно предназначенный для способа производства санитарно-бытовых бумаг, при котором полотно достигает степени сухости в диапазоне до степени сухости, составляющей приблизительно 40%. Способ согласно изобретению является менее затратным с точки зрения оборудования и эксплуатационных расходов и обеспечивает такое же качество полотна, как процесс сушки проходящим насквозь воздухом. Объемная плотность полученного полотна санитарно-бытовой бумаги согласно изобретению превышает приблизительно 10 г/см³ и доходит до диапазона от приблизительно 14 г/см³ до приблизительно 16 г/см³. Способность удерживать воду (измеренная способом с использованием корзины) полученного полотна санитарно-бытовой бумаги согласно изобретению превышает приблизительно 10 (г H₂O на г волокна) и доходит до диапазона от приблизительно 14 (г H₂O на г волокна) до приблизительно 16 (г H₂O на г волокна).

Таким образом, в соответствии с изобретением создан новый способ обезвоживания для тонких бумажных полотен с поверхностной плотностью, составляющей менее приблизительно 42 г/м², предпочтительно для сортов санитарно-бытовых бумаг. В соответствии с изобретением также разработано устройство, в котором используется данный способ, а также разработаны элементы, выполняющие основную функцию данного способа.

Главным аспектом изобретения является система прессования, которая включает в себя комплект из, по меньшей мере, одного верхнего (или первого), по меньшей мере, одного нижнего (или второго) материала и бумажного полотна, расположенного между ними. Первая поверхность элемента для создания давления находится в контакте с, по меньшей мере, одним верхним материалом. Вторая поверхность опорной конструкции находится в контакте с, по меньшей мере, одним нижним материалом и является проницаемой. Поле перепада давления создается между первой и второй поверхностью, и оно воздействует на комплект из, по меньшей мере, одного верхнего и, по меньшей мере, одного нижнего материала и бумажного полотна, находящегося между ними, для создания механического давления, действующего на комплект и, следовательно, на бумажное полотно. Данное механическое давление приводит к созданию заданного гидравлического давления в полотне, в результате чего содержащаяся в нем вода отводится. Верхний материал имеет большую шероховатость и/или сжимаемость по сравнению с нижним материалом. Обеспечивается пропускание потока воздуха в направлении от, по меньшей мере, одного верхнего к, по меньшей мере, одному нижнему материалу через комплект из, по меньшей мере, одного верхнего и, по меньшей мере, одного нижнего материала и бумажного полотна, находящегося между ними.

Кроме того, предусмотрены различные возможные способы реализации и дополнительные признаки. Например, верхний материал может быть проницаемым и/или представлять собой так называемый "структурированный материал". В качестве неограничивающих примеров верхний материал может представлять собой, например, материал для сушки проходящим насквозь воздухом, мембрану или материал, который включает в себя проницаемый основной материал и решетчатую сетку, которая прикреплена к нему и которая выполнена из полимера, такого как полиуретан. Сторона материала, представляющая собой решетчатую сетку, может находиться в контакте с отсасывающим валом, в то время как противоположная сторона контактирует с бумажным полотном. Решетчатая сетка также может быть ориентирована под углом относительно нитей, проходящих в направлении движения полотна в машине, и нитей, проходящих в поперечном направлении. Основной материал является проницаемым, и решетчатая сетка может представлять собой препятствующий повторному смачиванию слой. Решетка может также быть выполнена из композиционного материала, такого как эластомерный материал. Решетчатая сетка сама может включать в себя нити, проходящие в направлении движения полотна в машине, при этом композиционный материал отформован вокруг данных нитей. При использовании материала вышеупомянутого типа существует возможность образования или создания поверхностной структуры, которая не зависит от форм переплетения. По меньшей мере, для санитарно-бытовой бумаги важно предусмотреть мягкий слой, находящийся в контакте с листом.

Верхний материал может обеспечить перемещение бумажного полотна к системе прессования и от системы прессования. Полотно может располагаться в трехмерной структуре верхнего материала, и, следовательно, оно не будет плоским, но также будет иметь трехмерную структуру, которая приводит к созданию высокообъемного полотна. Нижний материал также является проницаемым. Структура нижнего материала образована такой, что она способна удерживать воду. Нижний материал также имеет гладкую поверхность. Нижний материал предпочтительно представляет собой сукно со слоем прочеса. Диаметр волокон прочеса нижнего материала равен или составляет менее приблизительно 11 дтекс, или предпочтительно может быть равным или составлять менее приблизительно 4,2 дтекс, или более предпочтительно может быть равным или составлять менее приблизительно 3,3 дтекс. Волокна прочеса также могут представлять собой смесь волокон. Нижний материал может также содержать векторный слой, который содержит волокна от приблизительно 67 дтекс и может также содержать даже более грубые волокна, например, такие как волокна приблизительно 100 дтекс, приблизительно 140 дтекс или даже с более высокими значениями в дтекс. Это имеет важное значение для хорошего поглощения воды. Смоченная поверхность слоя прочеса нижнего материала и/или самого нижнего материала может иметь площадь, равную или превышающую приблизительно 35 м² на 1 м² площади сукна, и может предпочтительно иметь площадь, равную или превышающую приблизительно 65 м² на 1 м² площади сукна, и наиболее предпочтительно может иметь площадь, равную или превышающую приблизительно 100 м² на 1 м² площади сукна. Удельная поверхность нижнего материала должна быть равна или превышать приблизительно 0,04 м² на 1 г веса сукна, предпочтительно может быть равна или превышать приблизительно 0,065 м² на 1 г веса сукна и наиболее предпочтительно может быть равна или превышать приблизительно 0,075 м² на 1 г веса сукна. Это имеет важное значение для хорошего поглощения воды. Динамическая жесткость К* [Н/мм] как показатель сжимаемости является приемлемой, если она меньше или равна 100000 Н/мм, предпочтительно сжимаемость меньше или равна 90000 Н/мм, и наиболее предпочтительно сжимаемость меньше или равна 70000 Н/мм. Необходимо принимать во внимание сжимаемость (изменение толщины под действием усилия в мм/Н) нижнего материала. Это имеет важное значение для обезвоживания полотна эффективным образом до высокой степени сухости. Твердая поверхность не обеспечит спрессовывания полотна между выступающими местами структурированной поверхности верхнего материала. С другой стороны, сукно не следует вдавливать слишком глубоко в трехмерную структуру для избежания потери объемности и, следовательно, качества, например способности удерживать воду.

Сжимаемость (изменение толщины под действием силы в мм/Н) верхнего материала меньше, чем сжимаемость нижнего материала. Динамическая жесткость К* [Н/мм] как показатель сжимаемости верхнего материала может превышать или быть равной 3000 Н/мм, и она ниже динамической жесткости нижнего материала. Это имеет важное значение для сохранения трехмерной структуры полотна, то есть для обеспечения того, что верхняя лента будет представлять собой жесткую структуру.

Следует принимать во внимание упругость нижнего материала. Динамический модуль упругости при сжатии G* [Н/мм²] как показатель упругости нижнего материала является приемлемым, если он превышает или равен 0,5 Н/мм², предпочтительно показатель упругости превышает или равен 2 Н/мм², и наиболее предпочтительно показатель упругости превышает или равен 4 Н/мм². Плотность нижнего материала должна быть равна или превышать приблизительно 0,4 г/см³ и предпочтительно равна или превышает приблизительно 0,5 г/см³, а в идеальном случае равна или превышает приблизительно 0,53 г/см³. Это может быть предпочтительным при скоростях полотна, превышающих приблизительно 1200 м/мин. Уменьшенный объем сукна облегчает отвод воды из сукна посредством воздушного потока, то есть проход воды через сукно. Следовательно, эффект обезвоживания будет меньше. Проницаемость нижнего материала может составлять менее приблизительно 80 кубических футов в минуту, предпочтительно менее приблизительно 40 кубических футов в минуту и в идеальном случае равна или составляет менее приблизительно 25 кубических футов в минуту. Уменьшенная проницаемость облегчает отвод воды из сукна посредством потока воздуха, то есть проход воды через сукно. В результате эффект повторного смачивания будет проявляться в меньшей степени. Однако слишком высокая проницаемость привела бы к слишком большому потоку воздуха, меньшей степени